Forscher der Nantong University haben eine breitbandige, in das Substrat integrierte Dielektrikum-Resonator-(SIDR-)Antenne mit integrierter Filterfunktion für Millimeterwellen-(mmWave-)Anwendungen vorgeschlagen. Die Antenne weist einen zweimodigen SIDR auf, der durch eine schlitzgekoppelte, doppelte T-förmige Mikrostreifen-Speisestruktur angeregt wird. Der SIDR besteht aus gestapelten Substraten mit peripheren Luftvias und metallischen Via-Hohlräumen und ermöglicht die gleichzeitige Anregung der Resonanzmoden TE111 und TE131.
Um die Filterleistung der Antenne weiter zu verbessern, wurden als Hilfskomponenten ein Paar Mikrostreifen-Leitungen, kompakte Patches mit Kurzschlussstiften sowie zwei zentrale Luftvias eingeführt. Diese Strukturen sind so ausgelegt, dass sie den TE131-Modus stören, Strahlungsnullstellen erzeugen und die Unterdrückung außerhalb des gewünschten Frequenzbandes deutlich verbessern.
Das duale T-förmige Speise-Netzwerk ist mit zwei Paaren offener Stummel unterschiedlicher Länge ausgestattet, die sowohl Strahlungsnullstellen als auch Reflexionsnullstellen erzeugen. Diese Konfiguration optimiert die Impedanzanpassung des Schlitzresonators und verbessert gleichzeitig die Unterdrückung im oberen Sperrband.
Zur Validierung des vorgeschlagenen Designs wurde ein Prototyp eines 1×4-Antennenarrays gefertigt und experimentell untersucht. Die Antenne arbeitet bei 24 GHz und erreicht eine Impedanzbandbreite von 34 % im Frequenzbereich von 19,8–27,9 GHz, eine maximale realisierte Gewinnleistung von 13,1 dBi sowie eine außerhalb des Bandes liegende Unterdrückung von etwa 21 dB; dies demonstriert hervorragende Breitband- und Filterleistung für zukünftige Millimeterwellenkommunikationssysteme.
Schlüsselwörter: Dielektrischer Resonatorantenne (DRA), Filterantenne, Millimeterwellenantenne, Substrat-integrierter dielektrischer Resonator (SIDR), Breitbandantenne, Außerhalb-des-Bandes-Unterdrückung, Strahlungsnullstellen, 24-GHz-Antenne.
Dieser Beitrag stellt eine breitbandige, in das Substrat integrierte Filter-Dielektrikumresonatorantenne (SIFDRA) für Millimeterwellenanwendungen vor; ihre Leistung wurde experimentell validiert. Die vorgeschlagene SIFDRA weist eine breite Impedanzbandbreite mit vier Reflexionsnullstellen sowie hervorragende Filtereigenschaften auf, die durch drei Strahlungsnullstellen erreicht werden. Darüber hinaus bietet sie eine hohe Unterdrückung außerhalb des Sperrbereichs innerhalb des Sperrbands und verbessert damit signifikant die Frequenzselektivität.
Zur Validierung des vorgeschlagenen Designs wurde ein Prototyp eines 1×4-Antennenarrays gefertigt und vermessen. Die experimentellen Ergebnisse stimmen hervorragend mit der simulierten Leistung überein und bestätigen die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit des vorgeschlagenen Antennendesigns. Außerdem ermöglicht die in das Substrat integrierte Architektur eine planare Array-Anordnung, wodurch Montagetoleranzen effektiv reduziert und die Fertigungsgenauigkeit für Millimeterwellenanwendungen verbessert wird. 
EN